CN114101413A - 一种全伺服小型弯管机及机器人弯管工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全伺服小型弯管机及机器人弯管工作站，涉及到弯管机技术领域，包括安装架以及设于安装架上的主夹驱动机构和设于主夹驱动机构一侧的辅夹驱动机构，主夹驱动机构的一端设有主夹推板，主夹推板上设有主夹模具，安装架的一侧设有弯管机头机构，弯管机构上设有轮模，主夹模具与轮模相配合。本发明中，弯管机头机构、主夹驱动机构、辅夹驱动机构都采用高精度伺服电机、减速机来作为动力源，提高产品弯管角度精度和质量；主夹驱动机构、辅夹驱动机构采用高精度研磨级丝杠和直线导轨作为传动机构，提高了管件定位精度和夹持力稳定性。

Description

一种全伺服小型弯管机及机器人弯管工作站

技术领域

本发明涉及到弯管机技术领域，尤其涉及到一种全伺服小型弯管机及机器人弯管工作站。

背景技术

弯管工艺在船舶制造、家具、桥梁、汽车行业等领域都有着广泛的应用，弯管质量直接影响着产品的安全性、稳定性和可靠性。传统弯管工厂大规模生产、工艺繁多，管件折弯采用大量的人工。当前，在智能制造的背景及各厂商对生产效率和精度的追求下，机器自动化生产提供了有效解决方案。

弯管厂生产线多采用专机进行弯管，人工上下料辅助，自动化程度较低，对机器人及集成技术了解较少，保持传统做法，安排人员在弯管机旁工作穿梭有较大安全隐患。也有一些自动化程度比较高弯管机厂采用同样安装在机器人手部弯管机进行弯管的方式，但夹紧方式都采用气动方式，存在夹紧力过小、速度不可调、结构复杂、气动不稳定等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全伺服小型弯管机及机器人弯管工作站，用于解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种全伺服小型弯管机，包括安装架以及设于所述安装架上的主夹驱动机构和设于所述主夹驱动机构一侧的辅夹驱动机构，所述主夹驱动机构的一端设有主夹推板，所述主夹推板上设有主夹模具，所述安装架的一侧设有弯管机头机构，所述弯管机构上设有轮模，所述主夹模具与所述轮模相配合。

作为优选，所述弯管机头机构包括弯管伺服电机和弯管减速机，所述弯管伺服电机上设有所述弯管减速机，所述弯管减速机与所述轮模传动连接。

作为优选，还包括辅夹推板和辅夹模具，所述辅夹驱动机构的一端设有所述辅夹推板，所述辅夹推板上设有所述辅夹模具，所述辅夹模具位于所述主夹模具的一侧。

作为优选，所述主夹驱动机构包括主夹电机、主夹研磨丝杠和主夹齿轮组，所述安装架的下端设有所述主夹电机，所述主夹电机的上侧设有所述主夹研磨丝杠，所述主夹电机的一侧设有所述主夹齿轮组，所述主夹电机驱动所述齿轮组，所述齿轮组与所述主夹研磨丝杠的一端传动连接，所述主夹研磨丝杠的另一端与所述主夹推板连接。

作为进一步的优选，还包括主夹减速机，所述主夹电机的一侧设有主夹减速机，所述主夹减速机位于所述主夹电机与所述主夹齿轮组之间。

作为进一步的优选，所述辅夹驱动机构包括辅夹电机、辅夹齿轮组和辅夹研磨丝杠，所述安装架的下端设有所述辅夹电机，所述辅夹电机的一侧设有所述辅夹齿轮组，所述辅夹电机驱动所述辅夹齿轮组，所述辅夹电机的上侧设有所述辅夹研磨丝杠，所述辅夹研磨丝杠的一端与所述辅夹齿轮组连接，另一端与所述辅夹推板连接。

作为进一步的优选，还包括辅夹减速机，所述辅夹电机的一侧与所述附加减速机连接，所述附加减速机位于所述辅夹电机与所述辅夹齿轮组之间。

作为进一步的优选，还包括法兰连接板，所述弯管伺服电机与所述法兰连接板传动连接，且所述法兰连接板位于所述弯管减速机与所述轮模之间。

一种机器人弯管工作站，还包括机器人导轨以及设于所述机器人导轨上的机器人，所述机器人的手臂端部与所述全伺服小型弯管机连接，所述机器人导轨的一端设有控制系统，所述机器人导轨的一侧设有两辅助支撑架以及设于两所述辅助支撑架之间的旋转夹持器，所述机器人导轨的另一侧设有上料轨道，所述上料轨道上设有上料装置。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

(1)本发明中，弯管机头机构、主夹驱动机构、辅夹驱动机构都采用高精度伺服电机、减速机来作为动力源，提高产品弯管角度精度和质量；主夹驱动机构、辅夹驱动机构采用高精度研磨级丝杠和直线导轨作为传动机构，提高了管件定位精度和夹持力稳定性；

(2)本发明中，由于弯管机采用全伺服形式，同传统气动和液压形式有很大区别，使工作环境整洁；

(3)本发明中，弯管机安装在机器人手臂端部，配合旋转夹持、辅助支撑、机器人地轨组成全自动工作站，共同完成小型管件的连线生产和折弯功能，提高了工厂自动化程度；

(4)本发明中，弯管机可以配合其他辅助自动化装置，组成全自动无人化工作站或者生产线，全流程无需人工参与，使工作人员远离弯管作业区域，大大提高了工作人员的安全性。

附图说明

图1是本发明中全伺服小型弯管机的结构示意图；

图2是本发明中机器人弯管工作站的结构示意图。

图中：1、全伺服小型弯管机；2、安装架；3、主夹驱动机构；301、主夹电机；302、主夹研磨丝杠；303、主夹减速机；4、辅夹驱动机构；5、主夹推板；6、主夹模具；7、弯管机头机构；701、弯管伺服电机；702、弯管减速机；8、轮模；9、辅夹推板；10、辅夹模具；11、法兰连接板；12、机器人导轨；13、机器人；14、控制系统；15、辅助支撑架；16、旋转夹持器；17、上料轨道；18、上料装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1是本发明中全伺服小型弯管机的结构示意图；图2是本发明中机器人弯管工作站的结构示意图，请参见图1至图2所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种全伺服小型弯管机1，包括安装架2以及设于安装架2上的主夹驱动机构3和设于主夹驱动机构3一侧的辅夹驱动机构4，主夹驱动机构3的一端设有主夹推板5，主夹推板5上设有主夹模具6，安装架2的一侧设有弯管机头机构7，弯管机构上设有轮模8，主夹模具6与轮模8相配合。本实施例中，如图1所示，主夹驱动机构3和辅夹驱动机构4均设置在安装架2的内部，主夹驱动机构3用于驱动主夹推板5带动主夹模具6前进或后退，并与轮模8相配合实现对管件的弯管动作。辅夹驱动机构4与主夹驱动机构3之间相互配合，用于实现辅助弯管动作。弯管机头机构7用于驱动轮模8转动，实现弯管，且轮模8与弯管机头机构7之间可拆卸地连接，通过更换不同尺寸的轮模8，实现对管件弯曲半径的控制。本实例中的全伺服小型弯管机1的结构紧凑，主要适用于小型管件的弯管，同时设备外部采用钣金护罩进行防护。

进一步，作为一种较佳的实施方式，弯管机头机构7包括弯管伺服电机701和弯管减速机702，弯管伺服电机701上设有弯管减速机702，弯管减速机702与轮模8传动连接。本实施例中，弯管伺服电机701的输出轴经过弯管减速机702减速后并驱动轮模8转动，可以是轮模8的转动更加稳定，易于控制管件弯曲的精度。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括辅夹推板9和辅夹模具10，辅夹驱动机构4的一端设有辅夹推板9，辅夹推板9上设有辅夹模具10，辅夹模具10位于主夹模具6的一侧。本实施例中，辅夹模具10与主夹模具6相配合，实现辅助弯管动作，且辅夹驱动机构4用于驱动辅夹推板9带动辅夹模具10前进或后退，使得辅夹模具10可以实现辅助弯管动作。

进一步，作为一种较佳的实施方式，主夹驱动机构3包括主夹电机301、主夹研磨丝杠302和主夹齿轮组，安装架2的下端设有主夹电机301，主夹电机301的上侧设有主夹研磨丝杠302，主夹电机301的一侧设有主夹齿轮组，主夹电机301驱动齿轮组，齿轮组与主夹研磨丝杠302的一端传动连接，主夹研磨丝杠302的另一端与主夹推板5连接。本实施例中，主夹电机301通过主夹齿轮组驱动主夹研磨丝杠302的前进或后退，从而实现主夹模具6的前进或后退。其中，主夹齿轮组由若干齿轮相互啮合形成，主夹齿轮组为现有结构，此处便不再过多叙述。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括主夹减速机303，主夹电机301的一侧设有主夹减速机303，主夹减速机303位于主夹电机301与主夹齿轮组之间。主夹减速机303与主夹电机301的输出轴连接，使得主夹电机301的输出轴经过减速后并与主夹齿轮组连接，可以使得主夹齿轮组的运行更加稳定，使得主夹研磨丝杠302的移动更加稳定，便于精确控制弯管动作。

进一步，作为一种较佳的实施方式，辅夹驱动机构4包括辅夹电机、辅夹齿轮组和辅夹研磨丝杠，安装架2的下端设有辅夹电机，辅夹电机的一侧设有辅夹齿轮组，辅夹电机驱动辅夹齿轮组，辅夹电机的上侧设有辅夹研磨丝杠，辅夹研磨丝杠的一端与辅夹齿轮组连接，另一端与辅夹推板9连接。

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括辅夹减速机，辅夹电机的一侧与附加减速机连接，附加减速机位于辅夹电机与辅夹齿轮组之间。本实施例中，辅夹电机与主夹电机301并排设置，辅夹齿轮组与主夹齿轮组并排设置，辅夹研磨丝杠与主夹研磨丝杠302并排设置，辅夹减速机与主夹减速机303并排设置。辅夹电机的输出轴经过辅夹减速机减速后并驱动辅夹齿轮组传动，使得辅夹齿轮组电动辅夹研磨丝杠前进或后退，辅夹研磨丝杠驱动辅夹推板9前进或后退。其中，辅夹齿轮组为现有结构，此处便不再过多叙述。本实施例中的弯管伺服电机701、主夹电机301以及辅夹电机均采用伺服电机，夹紧力大、力和速度调节范围大、结构简单。本实施例中的主夹模具6以及辅夹模具10推力均为20000N、主夹模具6以及辅夹模具10的行进速度150mm/s、重复定位精度±0.05°

进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括法兰连接板11，弯管伺服电机701与法兰连接板11传动连接，且法兰连接板11位于弯管减速机702与轮模8之间。本实施例中的法兰连接板11用于和机器人的手臂连接，其中，法兰连接板11与弯管伺服电机701的输出轴连接。法兰连接板11与机器人13的手臂上设置有原点位置，确保回转的起点位置相同。

一种机器人13弯管工作站，包括机器人导轨12以及设于机器人导轨12上的机器人13，机器人13的手臂端部与全伺服小型弯管机1连接，机器人导轨12的一端设有控制系统14，机器人导轨12的一侧设有两辅助支撑架15以及设于两辅助支撑架15之间的旋转夹持器16，机器人导轨12的另一侧设有上料轨道17，上料轨道17上设有上料装置18。本实施例中，如图2所示，全伺服小型弯管机1安装在机器人13的手臂端部，取代原有专机形式弯管机，不仅可以自动上下料，还可以简化布局，优化设备尺寸，提高了自动化程度。本实施例中，上料装置18可以在上料轨道17上移动，机器人13可以在机器人导轨12上移动，控制系统14用于控制机器人13、上料装置18以及旋转夹持器16。其中，上料装置18和控制系统14均为现有结构，此处便不再过多叙述。在使用时，上料装置18与上料轨道17相配合，将管件送到机器人13操作范围内，上料装置18定位好管件，控制系统14机器人13利用安装在手臂端部的全伺服小型弯管机1机抓取管件，机器人13将管件送至旋转夹持器16，旋转夹持器16旋转管件任意需要的角度，辅助支撑架15支撑管件的两端，管件在辅助支撑架15上二次定位。然后全伺服小型弯管机1将管件折弯后，全伺服小型弯管机1再次抓取管件，旋转夹持器16将工件旋转至指定角度后，再由全伺服小型弯管机1对管件进行夹紧折弯。完成管件弯管后，可以通过外界的下料机器人将管件下料至指定位置，然后重复上述弯管动作，实现连续弯管。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种全伺服小型弯管机，其特征在于，包括安装架以及设于所述安装架上的主夹驱动机构和设于所述主夹驱动机构一侧的辅夹驱动机构，所述主夹驱动机构的一端设有主夹推板，所述主夹推板上设有主夹模具，所述安装架的一侧设有弯管机头机构，所述弯管机构上设有轮模，所述主夹模具与所述轮模相配合。

2.如权利要求1所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，所述弯管机头机构包括弯管伺服电机和弯管减速机，所述弯管伺服电机上设有所述弯管减速机，所述弯管减速机与所述轮模传动连接。

3.如权利要求1所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，还包括辅夹推板和辅夹模具，所述辅夹驱动机构的一端设有所述辅夹推板，所述辅夹推板上设有所述辅夹模具，所述辅夹模具位于所述主夹模具的一侧。

4.如权利要求1所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，所述主夹驱动机构包括主夹电机、主夹研磨丝杠和主夹齿轮组，所述安装架的下端设有所述主夹电机，所述主夹电机的上侧设有所述主夹研磨丝杠，所述主夹电机的一侧设有所述主夹齿轮组，所述主夹电机驱动所述齿轮组，所述齿轮组与所述主夹研磨丝杠的一端传动连接，所述主夹研磨丝杠的另一端与所述主夹推板连接。

5.如权利要求4所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，还包括主夹减速机，所述主夹电机的一侧设有主夹减速机，所述主夹减速机位于所述主夹电机与所述主夹齿轮组之间。

6.如权利要求3所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，所述辅夹驱动机构包括辅夹电机、辅夹齿轮组和辅夹研磨丝杠，所述安装架的下端设有所述辅夹电机，所述辅夹电机的一侧设有所述辅夹齿轮组，所述辅夹电机驱动所述辅夹齿轮组，所述辅夹电机的上侧设有所述辅夹研磨丝杠，所述辅夹研磨丝杠的一端与所述辅夹齿轮组连接，另一端与所述辅夹推板连接。

7.如权利要求6所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，还包括辅夹减速机，所述辅夹电机的一侧与所述附加减速机连接，所述附加减速机位于所述辅夹电机与所述辅夹齿轮组之间。

8.如权利要求2所述的全伺服小型弯管机，其特征在于，还包括法兰连接板，所述弯管伺服电机与所述法兰连接板传动连接，且所述法兰连接板位于所述弯管减速机与所述轮模之间。

9.一种机器人弯管工作站，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的全伺服小型弯管机，还包括机器人导轨以及设于所述机器人导轨上的机器人，所述机器人的手臂端部与所述全伺服小型弯管机连接，所述机器人导轨的一端设有控制系统，所述机器人导轨的一侧设有两辅助支撑架以及设于两所述辅助支撑架之间的旋转夹持器，所述机器人导轨的另一侧设有上料轨道，所述上料轨道上设有上料装置。

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